讓學(xué)生簡約地重演科學(xué)探究的過程

曾寶俊

主持人語

隨著科學(xué)學(xué)科新課程標(biāo)準(zhǔn)修訂的啟動，我國的小學(xué)科學(xué)教育將從原來的三年級下延至一年級。目前，國內(nèi)對于低年級科學(xué)教育的研究尚屬空白，低年級兒童的科學(xué)課堂形態(tài)、上課模式、兒童科學(xué)學(xué)習(xí)的心理特點(diǎn)，是擺在廣大科學(xué)教師面前的重要研究內(nèi)容。本期專題旨在幫助一線專職科學(xué)教師和兼職科學(xué)教師厘清對低年級科學(xué)教育的基本認(rèn)識，同時提供低年級科學(xué)教學(xué)的實(shí)踐案例，為低年級科學(xué)教育實(shí)施路徑做一些有益的探索。

7-8歲是小學(xué)的初始階段，該年齡段的兒童剛剛從幼兒園進(jìn)入小學(xué)，他們的心理、行為、思維方式具有明顯的幼兒特征：好奇、好問、好動手，喜歡探索，直觀、形象的事物容易引起他們的注意，同時他們還具有強(qiáng)烈的求知欲望，這是培養(yǎng)他們科學(xué)興趣，體驗(yàn)科學(xué)觀念、精神、態(tài)度的重要時期。怎樣利用好這段時期，使學(xué)生在培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)方面有個良好的開端呢？

一、低年級的科學(xué)課堂應(yīng)該是有“問題”的課堂

好奇是探究之始，人類的好奇心是與生俱來的原始特質(zhì)。因?yàn)楹闷妫祟悘倪h(yuǎn)古的洪荒之中探索周遭，審視自我，一步步從自然世界走向文明社會。兒童也擁有這樣的特質(zhì)，我們常從學(xué)生們的口中聽到這樣的問題：

人從哪里來？宇宙是不是無限的？飛機(jī)為什么會飛？他們?yōu)槭裁窗l(fā)生戰(zhàn)爭？他們?yōu)槭裁窗褬淇车?？那些人為什么那么可憐？……

很多時候，成人會對這些問題一笑而過，不會認(rèn)真地對待，更沒有想過問題背后的意義。其實(shí)在學(xué)生問題的背后，有著人類持續(xù)關(guān)注的話題。

演化與遺傳、生命的基因；宇宙的起源；科技與文明；戰(zhàn)爭與和平、人口與資源；生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)開發(fā)；社會矛盾與階級、資本主義和社會主義……

只要將這些話題與學(xué)生們提出的問題一一對應(yīng)，你就會發(fā)現(xiàn)，成人關(guān)注的自然、社會的話題都來源于學(xué)生最本真的發(fā)問。

美國教育家尼爾·波斯特曼說過：“孩子們?nèi)雽W(xué)時像個問號，畢業(yè)時像個句號。”想想我們的學(xué)生，剛剛?cè)雽W(xué)時，他們懷著多么激動的心情跨進(jìn)學(xué)校的門檻，懷著多么深切的眼神注視著老師。而這之后，甚至只有幾個星期、幾個月之后，閃爍在他們眸子里的火花漸漸熄滅，他們對單調(diào)劃一的學(xué)習(xí)感到厭倦，對缺乏溫情的教師感到失望。為了“顧全大局”，只能一忍再忍，在“忍耐”中泯滅了創(chuàng)造力，在無奈中變得消極，變得冷漠。

探究活動是圍繞著一個需要解決的實(shí)際問題而展開的，其中以兒童親歷探究過程、最終實(shí)現(xiàn)問題的解決為終極目標(biāo)，其關(guān)鍵在于讓學(xué)生在開放的環(huán)境中自主地發(fā)現(xiàn)和提出問題，提出解決問題的設(shè)想，并根據(jù)設(shè)想選擇解決問題的科學(xué)方法。在多種實(shí)踐活動中學(xué)生收集資料，分析資料，得出結(jié)論，他們表達(dá)思想和交流成果的綜合能力得到鍛煉，所以，對于一年級的學(xué)生而言，關(guān)注和培養(yǎng)他們的問題意識尤為重要，這是學(xué)生主動探索，主動學(xué)習(xí)的切入口。

當(dāng)兒童提出各種各樣的問題時，教師應(yīng)給予積極的回應(yīng)，表示由衷地贊賞和鼓勵，并敬佩他們勇于實(shí)踐的精神；當(dāng)學(xué)生提出在成人看來比較幼稚的問題時，不應(yīng)該嘲笑他們；當(dāng)學(xué)生提出連我們都不知道答案的問題時，不應(yīng)該回避或岔開，更不應(yīng)該斥責(zé)學(xué)生來保持我們的尊嚴(yán)、掩蓋我們不懂的真相，我們要理解、支持并加以引導(dǎo)，訓(xùn)斥兒童或讓他待著別動會使他與生俱來的探究精神逐漸消退，甚至泯滅。

二、低年級的科學(xué)課堂應(yīng)該是有“實(shí)踐”的課堂

兒童不僅會發(fā)問，而且他們還是一個勇于行動的實(shí)踐者、一個通過直接經(jīng)驗(yàn)來認(rèn)識事物的人。他們喜歡用最直接的方式來感知這個世界。例如，雨天孩子總是喜歡踩水、趟水玩，面對一汪積水，小孩子其實(shí)只是想感受一下：如果我一腳踩下去，會發(fā)生什么事？水會漫過我的腳嗎？會不會從我的腳趾縫擠上來？緊接著，他們一腳踩上去，一步步趟過去，以證實(shí)他們的想法。不僅如此，兒童還不怕失敗，多次嘗試，不斷排除無關(guān)因素，逐漸接近答案。

例如：在教《不倒翁》一課時，教師讓學(xué)生想辦法把不倒翁扳倒，看誰的辦法多，這樣學(xué)生興趣高漲了，在實(shí)踐中找出了多種扳倒不倒翁的方法：有的把不倒翁底部的橡皮泥取出來；有的在不倒翁的頭部加橡皮泥；有的把底部換成平底；有的在底部加上幾只腳……最后，教師讓學(xué)生恢復(fù)被扳倒的不倒翁。通過實(shí)踐，學(xué)生發(fā)現(xiàn)了不倒翁不倒的秘密：上輕下重，底部是圓球形。

低年級科學(xué)教學(xué)的實(shí)質(zhì)是要指導(dǎo)學(xué)生從“探究”中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、研究問題、解決問題。讓學(xué)生簡約地重演科學(xué)家探究的過程，像科學(xué)家那樣去探索大自然的秘密，盡管他們所做的、所想的、所說的、所看到的很幼稚，但他們會從“探究”中不斷獲得新認(rèn)識，會從幼稚逐步走向成熟。

科學(xué)家是處于一定的歷史階段，選擇自己熟悉的、感興趣的研究內(nèi)容；而學(xué)生則處于教師設(shè)定的情境之中，按自己的想法去支配材料。從實(shí)踐的程序來看，兒童和科學(xué)家經(jīng)歷了大致相似的探究和發(fā)現(xiàn)過程，但每個環(huán)節(jié)都存在不同程度的差異。他們都面對未知，科學(xué)家面對的是人類的未知，兒童面對的則是人類已知而他們自己的未知；他們都運(yùn)用已有經(jīng)驗(yàn)提出假設(shè)，科學(xué)家是在前人研究和自身觀察的基礎(chǔ)上進(jìn)行推論和假設(shè)，文獻(xiàn)資料具有重要的意義，而兒童只是在自身經(jīng)驗(yàn)和觀察的基礎(chǔ)上進(jìn)行假設(shè)；他們都對自己的假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證，科學(xué)家經(jīng)歷漫長的科學(xué)發(fā)現(xiàn)歷程，甚至需要幾代人的努力，而兒童只是簡約地重演科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程；他們都要與他人交流和分享發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家將成果公之于眾，供他人分享與驗(yàn)證，他們的成果是人類共同的財富，而兒童只是在同伴之間、師生之間進(jìn)行相互質(zhì)疑和分享交流。

三、低年級的科學(xué)課堂應(yīng)該是有“解釋”和“經(jīng)驗(yàn)積累”的課堂

幼兒和小學(xué)低年級的學(xué)生，對周圍事物的認(rèn)識和解釋以及所獲得的知識經(jīng)驗(yàn)受其原有經(jīng)驗(yàn)和思維水平的直接影響，具有“非科學(xué)性”的特點(diǎn)，被稱為“天真幼稚的理論”。臺灣學(xué)者周淑惠教授在詳細(xì)研究了兒童自然科學(xué)概念與思維后得出結(jié)論：“綜合兒童的另類觀點(diǎn)，足以證明兒童絕非是一個空白的容器，被動地等著他人灌輸訊息；相反地，兒童是一個主動建構(gòu)知識的個體，在每日生活中試圖去理解周遭事物，并且合理化、意義化他的認(rèn)知沖突?！瓕τ谝粋€建構(gòu)知識的個體，在教學(xué)上則必須以促其建構(gòu)知識的方法對待之。”意大利瑞吉?dú)W兒童教育實(shí)踐讓人們也越來越體會并驚喜地發(fā)現(xiàn)：兒童不僅僅是一個有能力的學(xué)習(xí)者，更是一個有能力的思考者、知識的建構(gòu)者與發(fā)現(xiàn)者。他們有自己分析事物的邏輯，有自己獨(dú)特的解決問題的方式，更有成人無可比擬的想象力和創(chuàng)造力。

眾所周知，兒童很多時候會從主觀意愿出發(fā)，賦予萬物以靈性（即泛靈論）。當(dāng)問兒童：“太陽會不會掉下來？”時，他們可能會回答：“太陽不會掉下來，因?yàn)槿绻粝聛?，我們就會死?！眱和瘜κ挛锛捌潢P(guān)系的解釋具有“人為的”和“萬物有靈論”的色彩，尤其在七八歲前，他們相信每件東西都是由人所創(chuàng)造的；他們還相信自然界的事物像自己一樣，是有生命、意識、意圖和情感的?？茖W(xué)家的方法是做出解釋和形成理論，兒童也會嘗試著解釋周圍的世界，他們是依據(jù)個體的經(jīng)驗(yàn)，已有的知識以及自己的語言來解釋的。雖然兒童的解釋是很不成熟的、樸素的、甚至是有?？茖W(xué)常理的，但如果兒童的看法是基于有價值的證據(jù)的話，那這些看法就是科學(xué)的。實(shí)際上，兒童像科學(xué)家一樣，知道用證據(jù)支持他們的觀點(diǎn)。只是兒童憑借的是自己的感官能力，對周圍發(fā)生的日?，F(xiàn)象，構(gòu)建自己對事物、對科學(xué)的認(rèn)識；而科學(xué)工作者使用諸如電子顯微鏡、太空望遠(yuǎn)鏡、電子探測器、超級計算機(jī)等先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，以及訓(xùn)練有素的科學(xué)研究方法。因此，低年級的科學(xué)教師需要用一種更為開放的心態(tài)去接納兒童“非科學(xué)性”的解釋和經(jīng)驗(yàn)。

如：一年級《沙和粘土》的教學(xué)中，整堂課自始至終教師和學(xué)生站在同一層次上談話、討論和玩。教師不強(qiáng)求學(xué)生玩沙或玩粘土，隨學(xué)生自己玩，讓他們想怎么玩就怎么玩，教師也在玩。教師在玩的過程中，用粘土做了一根“麻花”，學(xué)生馬上做更長的“麻花”與教師做的比長短。接著教師做了一個碗，學(xué)生做了小勺、沙鍋、杯子等各種各樣的生活用品。最后，教師問喜歡玩粘土的小朋友，為什么喜歡玩粘土，小朋友說粘土不會散開，能捏成各種各樣的東西；又問喜歡玩沙的小朋友為什么喜歡玩沙，小朋友說沙子松不粘手。這節(jié)課就這樣在學(xué)生們“非科學(xué)”的結(jié)論中歸納出了沙和粘土的特性。

學(xué)生的解釋和經(jīng)驗(yàn)的積累不僅僅是在動手中完成的，動手之后的表達(dá)和交流也功不可沒。教師要鼓勵每個兒童組織自己的想法并將其表達(dá)出來，無論他的觀點(diǎn)正確與否。教師要傾聽、鼓勵并重復(fù)學(xué)生的關(guān)鍵陳述；發(fā)現(xiàn)并引導(dǎo)他們關(guān)注自身探究結(jié)果的矛盾和不一致；發(fā)現(xiàn)并引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注同伴間的差異、矛盾，使他們懂得每個人都可以對同伴和教師提出質(zhì)疑，但爭論必須以觀察到的事實(shí)為依據(jù)。此外，非常重要的一件事是：教師要引導(dǎo)學(xué)生把最后的結(jié)論和自己最初的想法作對比，從而改進(jìn)原有的想法。

總之，由于認(rèn)知特點(diǎn)和思維水平的限制，兒童盡管親身經(jīng)歷了探究過程，教師仍會發(fā)現(xiàn)學(xué)生似乎不愿意承認(rèn)他們的“理論”是錯的，這是學(xué)生在努力放棄一套理論而接受其他理論過程中內(nèi)心斗爭的反映。對學(xué)生來說，面對他們先前的錯誤概念并對其加以改變是一個艱難的智力挑戰(zhàn)。因此，了解學(xué)生的思想斗爭，忍耐這個過程及由此產(chǎn)生的痛苦，對教師來說很重要。

（作者系江蘇省特級教師、國家小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)研制組核心成員、蘇教版小學(xué)科學(xué)教材編寫組核心成員）